超声波流量计中反射装置的声-固耦合分析

发布时间：2018-06-17 01:52

  本文选题：超声波流量计 + 声-固耦合　； 参考：《仪器仪表学报》2015年09期

【摘要】：对超声波流量计中的反射装置进行有限元模拟计算,利用声-固耦合的方法将流体域内的声压和固体域中的结构变形联系起来。在流体域内求解Helmholtz方程,得到的声压作用于固体表面使得超声波反射装置受到载荷,而结构变形在固体边界的法向上产生结构化加速度。选取一款超声波流量计的反射装置并将其置于无限大空间中,通过一个球体对计算区域进行分割得到有限元计算区域,将超声波换能器简化为垂直入射计算区域的平面波。通过对硬边界、铝材料和不锈钢的模拟结果进行对比,分析3种情况下超声波传播过程中3条路径上的声压级变化,得出固体域的结构变形对超声波传播过程中声压分布产生影响;不锈钢材料宜作为反射装置的材料。
[Abstract]:The reflection device in ultrasonic Flowmeter is simulated by finite element method, and the sound pressure in fluid domain is connected with the structural deformation in solid domain by the method of acoustic-solid coupling. The Helmholtz equation is solved in the fluid domain. The sound pressure acting on the solid surface causes the ultrasonic reflection device to be subjected to load, while the structural deformation produces a structural acceleration in the normal direction of the solid boundary. A reflection device of ultrasonic Flowmeter is selected and placed in an infinite space. The finite element calculation area is obtained by dividing the calculated area by a sphere, and the ultrasonic transducer is simplified as the plane wave of the calculated area of vertical incidence. By comparing the simulation results of hard boundary, aluminum and stainless steel, the variation of sound pressure level on three paths during ultrasonic propagation is analyzed. It is concluded that the structural deformation of the solid domain has an effect on the sound pressure distribution in the process of ultrasonic propagation, and that the stainless steel material should be used as the material for the reflecting device.
【作者单位】： 山东大学能源与动力工程学院;
【基金】：山东省科技发展规划(2014GGX106006) 国家自然科学基金(11372166)项目资助
【分类号】：TH814.92

【参考文献】

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本文编号：2029077